(57)【要約】【課題】  多列配置される玉軸受を軸方向位置に応じた軸受内部仕様とすることで軸受間での温度差を小さくし、これにより、安定した回転性能を得る。【解決手段】  内輪２と外輪３との間に複数の転動体４が周方向に転動可能に介装された玉軸受１０が軸方向に３列以上配設された多列玉軸受１において、軸方向の外側に配置される玉軸受１０を外側玉軸受１０ａ，１０ｄとすると共に、軸方向の内側に配置される玉軸受１０を内側玉軸受１０ｂ，１０ｃとし、且つｒｅ：外輪軌道溝半径、ｒｉ：内輪軌道溝半径、Ｄｗ：転動体径とした場合に、（ｒｅ＋ｒｉ−Ｄｗ）／Ｄｗの値を外側玉軸受１０ａ，１０ｄより内側玉軸受１０ｂ，１０ｃの方を大きくする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と外輪との間に複数の転動体が周方向に転動可能に介装された玉軸受が軸方向に３列以上配設された多列玉軸受において、
軸方向の外側に配置される玉軸受を外側玉軸受とすると共に、軸方向の内側に配置される玉軸受を内側玉軸受とし、且つｒｅ：外輪軌道溝半径、ｒｉ：内輪軌道溝半径、Ｄｗ：転動体径とした場合に、（ｒｅ＋ｒｉ−Ｄｗ）／Ｄｗの値を前記外側玉軸受より前記内側玉軸受の方を大きくしたことを特徴とする多列玉軸受。
【請求項２】
前記内側玉軸受の（ｒｅ＋ｒｉ−Ｄｗ）／Ｄｗの値を０．０４＜（ｒｅ＋ｒｉ−Ｄｗ）／Ｄｗ＜０．１０とし、前記外側玉軸受の（ｒｅ＋ｒｉ−Ｄｗ）／Ｄｗの値を０．０３＜（ｒｅ＋ｒｉ−Ｄｗ）／Ｄｗ＜０．０８としたことを特徴とする請求項１に記載した多列玉軸受。
【請求項３】
内輪と外輪との間に複数の転動体が周方向に転動可能に介装された玉軸受が軸方向に２列以上配設され、いずれかの玉軸受の側面から給油される多列玉軸受において、
給油側に配置される玉軸受を給油側玉軸受とすると共に、反給油側に配置される玉軸受を反給油側玉軸受とし、且つｒｅ：外輪軌道溝半径、ｒｉ：内輪軌道溝半径、Ｄｗ：転動体径とした場合に、（ｒｅ＋ｒｉ−Ｄｗ）／Ｄｗの値を前記給油側玉軸受より前記反給油側玉軸受の方を大きくしたことを特徴とする多列玉軸受。
【請求項４】
前記反給油側玉軸受の（ｒｅ＋ｒｉ−Ｄｗ）／Ｄｗの値を０．０４＜（ｒｅ＋ｒｉ−Ｄｗ）／Ｄｗ＜０．１０とし、前記給油側玉軸受の（ｒｅ＋ｒｉ−Ｄｗ）／Ｄｗの値を０．０３＜（ｒｅ＋ｒｉ−Ｄｗ）／Ｄｗ＜０．０８としたことを特徴とする請求項３に記載した多列玉軸受。
【請求項５】
前記玉軸受がアンギュラ玉軸受であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載した多列玉軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多列玉軸受に関し、特に工作機械やコンプレッサ等の主軸、その他の高速軸に好適に用いられる多列アンギュラ玉軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
高速軸を支持する軸受構造では、アンギュラ玉軸受を多列組合せてラジアル荷重及びアキシアル荷重を受けるようにしたものが多い。
例えば、図４はアンギュラ玉軸受１０を背面組合せ（ＤＢ）で多列化し、ラジアル荷重と両方向のアキシアル荷重の負荷を可能にすると共に、作用点間の距離を大きくしてモーメント荷重が作用する場合の剛性を高めたものである。また、図５に示すように、アンギュラ玉軸受１０を正面組合せ（ＤＦ) で多列化し、ラジアル荷重と両方向のアキシアル荷重の負荷を可能にしたものや、図示は省略するが、２個のアンギュラ玉軸受を同一方向に組み合わせた並列組合せ（ＤＴ）とし、ラジアル荷重と一方向のアキシアル荷重の負荷を可能にしたものがある。
【０００３】
更に、図６〜図８はアンギュラ玉軸受１０を３列組み合わせたもので、図６はＤＢＤ組合せ、図７はＤＦＤ組合せ、図８はＤＴＤ組合せであり、図９〜図１４はアンギュラ玉軸受１０を４列組み合わせたもので、図９はＤＢＢ組合せ、図１０はＤＦＦ組合せ、図１１はＤＢの２組組合せ、図１２はＤＦの２組組合せ、図１３はＤＢＴ組合せ、図１４はＤＦＴ組合せである（但し、３列以上の組合せ記号は日本精工株式会社の商品記号）。
そして、多列アンギュラ玉軸受に使用されるアンギュラ玉軸受１０は、その軸方向位置に関係なく全て同一の内部仕様の軸受を組み合わせて使用することが一般的である。
【０００４】
また、多列玉軸受の内で軸方向の外側に配置される玉軸受に比べて軸方向の内側に配置される玉軸受の予圧量を小さくすることで高速化を図るようにしたものや（例えば特許文献１参照）、軸方向の内側に配置される玉軸受の転動体をセラミック製とすることで高速化を図るようにしたものや（例えば特許文献２参照）、更には、軸方向の内側に配置される玉軸受の軸受ハウジングと軸受外輪とのすき間を大きくすることで高速化を図るようにしたもの等が提案されている（例えば特許文献３参照）。
【０００５】
更に、軸受の内部仕様において、ｒｅ：外輪軌道溝半径、ｒｉ：内輪軌道溝半径、Ｄｗ：転動体径とした場合に、（ｒｅ＋ｒｉ−Ｄｗ）／Ｄｗの値を大きくすることで高速化が図れることも―般に知られている。
【特許文献１】特公平８−９４４６号公報
【特許文献２】特開平１０−４３９０９号公報
【特許文献３】特開２００２−３４６８６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の多列玉軸受においては、その軸方向位置に関係なく全て同一の内部仕様の軸受を組み合わせて使用する場合、様々な切削条件や回転変動等を伴う最近の加工では、主軸内部の温度変化が著しく、軸方向の内側に位置する玉軸受の温度が高くなり、焼付き等の不具合が生じやすい等の問題がある。
また、これらの問題を改善すべく提案された上記特許文献１においても、軸受の予圧量を調整することが困難であったり、上記特許文献２では、セラミック製の玉を使用することでコストが上がり、また、上記特許文献３では、軸受ハウジングに特別な加工が必要である等の問題がある。
【０００７】
なお、外部からの給油が一方向のみで行われる多列玉軸受においても、給油側と反給油側の軸受で上記と同じような軸受間での温度差が生じることで、反給油側軸受に焼付き等の不具合が生じることがある。
本発明はこのような不都合を解消するためになされたものであり、多列配置される玉軸受を軸方向位置に応じた軸受内部仕様とすることで軸受間での温度差を小さくし、これにより、安定した回転性能を得ることができる多列玉軸受を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、内輪と外輪との間に複数の転動体が周方向に転動可能に介装された玉軸受が軸方向に３列以上配設された多列玉軸受において、
軸方向の外側に配置される玉軸受を外側玉軸受とすると共に、軸方向の内側に配置される玉軸受を内側玉軸受とし、且つｒｅ：外輪軌道溝半径、ｒｉ：内輪軌道溝半径、Ｄｗ：転動体径とした場合に、（ｒｅ＋ｒｉ−Ｄｗ）／Ｄｗの値を前記外側玉軸受より前記内側玉軸受の方を大きくしたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１において、前記内側玉軸受の（ｒｅ＋ｒｉ−Ｄｗ）／Ｄｗの値を０．０４＜（ｒｅ＋ｒｉ−Ｄｗ）／Ｄｗ＜０．１０とし、前記外側玉軸受の（ｒｅ＋ｒｉ−Ｄｗ）／Ｄｗの値を０．０３＜（ｒｅ＋ｒｉ−Ｄｗ）／Ｄｗ＜０．０８としたことを特徴とする。
請求項３に係る発明は、内輪と外輪との間に複数の転動体が周方向に転動可能に介装された玉軸受が軸方向に２列以上配設され、いずれかの玉軸受の側面から給油される多列玉軸受において、
給油側に配置される玉軸受を給油側玉軸受とすると共に、反給油側に配置される玉軸受を反給油側玉軸受とし、且つｒｅ：外輪軌道溝半径、ｒｉ：内輪軌道溝半径、Ｄｗ：転動体径とした場合に、（ｒｅ＋ｒｉ−Ｄｗ）／Ｄｗの値を前記給油側玉軸受より前記反給油側玉軸受の方を大きくしたことを特徴とする。
【００１０】
請求項４に係る発明は、請求項３において、前記反給油側玉軸受の（ｒｅ＋ｒｉ−Ｄｗ）／Ｄｗの値を０．０４＜（ｒｅ＋ｒｉ−Ｄｗ）／Ｄｗ＜０．１０とし、前記給油側玉軸受の（ｒｅ＋ｒｉ−Ｄｗ）／Ｄｗの値を０．０３＜（ｒｅ＋ｒｉ−Ｄｗ）／Ｄｗ＜０．０８としたことを特徴とする。
請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれか一項において、前記玉軸受がアンギュラ玉軸受であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、（ｒｅ＋ｒｉ−Ｄｗ）／Ｄｗの値を外側玉軸受より内側玉軸受の方を大きくすることで、多列配置される玉軸受を軸方向位置に応じた軸受内部仕様として軸受間での温度差を小さくし、これにより、安定した回転性能を得る。
また、本発明によれば、（ｒｅ＋ｒｉ−Ｄｗ）／Ｄｗの値を給油側玉軸受より反給油側玉軸受の方を大きくすることで、多列配置される玉軸受を軸方向位置に応じた軸受内部仕様として軸受間での温度差を小さくし、これにより、安定した回転性能を得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態の一例を図を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施の形態である多列アンギュラ玉軸受を説明するための要部断面図、図２及び図３は本発明の他の実施の形態である多列アンギュラ玉軸受を説明するための要部断面図である。
本発明の第１の実施の形態である多列アンギュラ玉軸受１は、図１に示すように、内輪２と外輪３との間に複数の転動体４が保持器５を介して周方向に転動可能に介装されたアンギュラ玉軸受１０が軸方向に３列以上（図では４列）配設されたもので、軸方向の外側に配置される左右のアンギュラ玉軸受１０をそれぞれ外側アンギュラ玉軸受１０ａ，１０ｄとすると共に、軸方向の内側に配置される左右のアンギュラ玉軸受１０をそれぞれ内側アンギュラ玉軸受１０ｂ，１０ｃとしている。
【００１３】
ここで、この実施の形態では、ｒｅ：外輪軌道溝半径、ｒｉ：内輪軌道溝半径、Ｄｗ：転動体径として、外側アンギュラ玉軸受１０ａの（ｒｅ＋ｒｉ−Ｄｗ）／Ｄｗの値をＡ１、内側アンギュラ玉軸受１０ｂの（ｒｅ＋ｒｉ−Ｄｗ）／Ｄｗの値をＡ２、内側アンギュラ玉軸受１０ｃの（ｒｅ＋ｒｉ−Ｄｗ）／Ｄｗの値をＡ３、外側アンギュラ玉軸受１０ｄの（ｒｅ＋ｒｉ−Ｄｗ）／Ｄｗの値をＡ４とした場合に、Ａ１＜Ａ２＝Ａ３＞Ａ４として、内側アンギュラ玉軸受１０ｂ，１０ｃの（ｒｅ＋ｒｉ−Ｄｗ）／Ｄｗの値を外側アンギュラ玉軸受１０ａ，１０ｄより大きくしている。
【００１４】
具体的は、内側アンギュラ玉軸受１０ｂ，１０ｃの（ｒｅ＋ｒｉ−Ｄｗ）／Ｄｗの値を０．０４＜（ｒｅ＋ｒｉ−Ｄｗ）／Ｄｗ＜０．１０の範囲で設定し、外側アンギュラ玉軸受１０ａ，１０ｄの（ｒｅ＋ｒｉ−Ｄｗ）／Ｄｗの値を０．０３＜（ｒｅ＋ｒｉ−Ｄｗ）／Ｄｗ＜０．０８の範囲で設定している。
このように、（ｒｅ＋ｒｉ−Ｄｗ）／Ｄｗの値を外側アンギュラ玉軸受１０ａ，１０ｄより内側アンギュラ玉軸受１０ｂ，１０ｃの方を大きくすることで、内側アンギュラ玉軸受１０ｂ，１０ｃの温度ロバスト性（熱的負荷変動に対する鈍感性（タフさの度合）を示す）を外側アンギュラ玉軸受１０ａ，１０ｄより上げて、多列配置されるアンギュラ玉軸受１０ａ〜１０ｄを軸方向位置に応じた軸受内部仕様とすることができる。
これにより、内外側軸受間での温度差を小さくして安定した回転性能を得ることができ、特に、モータビルドインタイプの高速主軸等における内外側軸受内温度差発生下での耐焼付性の向上を図ることができる。
【００１５】
次に、図２を参照して、本発明の第２の実施の形態では多列アンギュラ玉軸受を説明する。本発明の第２の実施の形態である多列アンギュラ玉軸受１ａは、図２に示すように、内輪２と外輪３との間に複数の転動体４が保持器５を介して周方向に転動可能に介装されたアンギュラ玉軸受１０が軸方向に２列以上（図では３列）配設されて、いずれかのアンギュラ玉軸受１０の側面から給油されるもので、給油側に配置されるアンギュラ玉軸受１０を給油側アンギュラ玉軸受１０ｅとすると共に、反給油側に配置される左右のアンギュラ玉軸受１０を反給油側アンギュラ玉軸受１０ｆ，１０ｇとしている。
【００１６】
ここで、この実施の形態では、ｒｅ：外輪軌道溝半径、ｒｉ：内輪軌道溝半径、Ｄｗ：転動体径として、給油側アンギュラ玉軸受１０ｅの（ｒｅ＋ｒｉ−Ｄｗ）／Ｄｗの値をＡ１、反給油側アンギュラ玉軸受１０ｆの（ｒｅ＋ｒｉ−Ｄｗ）／Ｄｗの値をＡ２、反給油側アンギュラ玉軸受１０ｇの（ｒｅ＋ｒｉ−Ｄｗ）／Ｄｗの値をＡ３とした場合に、Ａ１＜Ａ２＜Ａ３として、反給油側アンギュラ玉軸受１０ｆ，１０ｇの（ｒｅ＋ｒｉ−Ｄｗ）／Ｄｗの値を給油側アンギュラ玉軸受１０ｅより大きくし、且つ給油側アンギュラ玉軸受１０ｅから離れた反給油側アンギュラ玉軸受１０ｇの（ｒｅ＋ｒｉ−Ｄｗ）／Ｄｗの値を給油側アンギュラ玉軸受１０ｅに近い反給油側アンギュラ玉軸受１０ｆより大きくしている。
【００１７】
具体的は、反給油側アンギュラ玉軸受１０ｆ，１０ｇの（ｒｅ＋ｒｉ−Ｄｗ）／Ｄｗの値を０．０４＜（ｒｅ＋ｒｉ−Ｄｗ）／Ｄｗ＜０．１０の範囲で設定し、給油側アンギュラ玉軸受１０ｅの（ｒｅ＋ｒｉ−Ｄｗ）／Ｄｗの値を０．０３＜（ｒｅ＋ｒｉ−Ｄｗ）／Ｄｗ＜０．０８の範囲で設定している。
このように、反給油側アンギュラ玉軸受１０ｆ，１０ｇの（ｒｅ＋ｒｉ−Ｄｗ）／Ｄｗの値を給油側アンギュラ玉軸受１０ｅより大きくし、且つ給油側アンギュラ玉軸受１０ｅから離れた反給油側アンギュラ玉軸受１０ｇの（ｒｅ＋ｒｉ−Ｄｗ）／Ｄｗの値を給油側アンギュラ玉軸受１０ｅに近い反給油側アンギュラ玉軸受１０ｆより大きくすることで、反給油側アンギュラ玉軸受１０ｆの温度ロバスト性を給油側アンギュラ玉軸受１０ｅより上げると共に、反給油側アンギュラ玉軸受１０ｇの温度ロバスト性を反給油側アンギュラ玉軸受１０ｆより上げて、多列配置されるアンギュラ玉軸受１０ｅ〜１０ｇを軸方向位置に応じた軸受内部仕様とすることができ、これにより、給油側、反給油側での軸受の温度差を小さくして安定した回転性能を得ることができる。
【００１８】
また、外部給油が行われる場合、給油側の軸受が冷却されることで軸受間の温度差が生じることから、外部給油が行われなくても、組合せた軸受の一方の側にモータ等の発熱源がある場合には、図３に示すように、給油側アンギュラ玉軸受１０ｅを反発熱源側、反給油側アンギュラ玉軸受１０ｇを発熱源側に配置することで同様な作用効果を期待することができる。
なお、本発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、上記実施の形態では、玉軸受としてアンギュラ玉軸受を例に採ったが、アンギュラ玉軸受以外の玉軸受を用いた場合にも本発明を適用することができる。
また、玉軸受の転動体としては、鋼球の他に、セラミック球等を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施の形態である多列アンギュラ玉軸受を説明するための要部断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態である多列アンギュラ玉軸受を説明するための要部断面図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態である多列アンギュラ玉軸受を説明するための要部断面図である。
【図４】背面組合せ（ＤＢ）の多列アンギュラ玉軸受を示す要部断面図である。
【図５】正面組合せ（ＤＦ) の多列アンギュラ玉軸受を示す要部断面図である。
【図６】ＤＢＤ組合せの多列アンギュラ玉軸受を示す要部断面図である。
【図７】ＤＦＤ組合せの多列アンギュラ玉軸受を示す要部断面図である。
【図８】ＤＴＤ組合せの多列アンギュラ玉軸受を示す要部断面図である。
【図９】ＤＢＢ組合せの多列アンギュラ玉軸受を示す要部断面図である。
【図１０】ＤＦＦ組合せの多列アンギュラ玉軸受を示す要部断面図である。
【図１１】ＤＢの２組組合せの多列アンギュラ玉軸受を示す要部断面図である。
【図１２】ＤＦの２組組合せの多列アンギュラ玉軸受を示す要部断面図である。
【図１３】ＤＢＴ組合せの多列アンギュラ玉軸受を示す要部断面図である。
【図１４】ＤＦＴ組合せの多列アンギュラ玉軸受を示す要部断面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１  多列アンギュラ玉軸受
２  内輪
３  外輪
４  転動体
１０ａ，１０ｄ  外側アンギュラ玉軸受
１０ｂ，１０ｃ  内側アンギュラ玉軸受
１０ｅ  給油側アンギュラ玉軸受
１０ｆ，１０ｇ  反給油側アンギュラ玉軸受
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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